Kubernetes权威指南第一章：Kubernetes入门

时间 2019-12-09

标签 kubernetes 权威指南第一章入门繁體版

原文原文链接

Kubernetes是什么

官网

https://kubernetes.io/java

中文版：https://kubernetes.io/zh/node

Kubernetes是谷歌十几年大规模容器管理经验的成果
是Borg的一个开源版本
基于容器技术的分布式架构方案

Service简介

Kubernetes以Service为核心，Service有以下特征
- 惟一名称
- 拥有一个虚拟ip和端口
- 提供某种远程服务能力
- 被映射到提供这种服务能力的一组容器应用上

Pod简介

Pod运行在Node主机中
Pod是Kubernetes管理的最小运行单元
一般一个Node运行上百个Pod
每一个Pod有一个特殊的Pause容器，负责网络栈和Volume挂载卷
只有提供服务的那组Pod才会被映射为一个服务

为何要使用Kubernetes

一旦搭建好Kubernetes环境后，后续对于应用的部署与运维，使用Kubernetes就很是方便了mysql

Hello World

Kubernetes的安装先不讲了git

如今要作的事情是
- 使用Kubernetes部署MySQL与JavaWeb程序
- JavaWeb能够访问Kubernetes
基本步骤
- MySQL副本集
- MySQL Service
- JavaWeb副本集
- JavaWeb Service

下面的几个yaml文件在github

https://github.com/nbcoolkid/learning/tree/master/k8sweb

MySQL RC

mysql-rc.yaml

apiVersion: v1
# 表名这是一个副本集
kind: ReplicationController
metadata:
# RC的名称，全局惟一
  name: mysql
spec:
# 期待的Pod数量
  replicas: 1
  selector:
    app: mysql
# 根据此模板建立Pod副本
  template:
    metadata:
      labels:
# Pod副本拥有的标签，对应RC的Selector      
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sherry/mysql:5.7
        ports:
# 容器应用监听的端口号        
        - containerPort: 3306
# 注入容器内的环境变量        
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "123456"

注意这里的yaml文件，不能够有制表符，咱们一概使用空格键代替redis

编写完文件后，使用apply命令作个文件格式检查sql

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl apply -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created

建立RC

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created

查看建立结果

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl get rc
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
mysql   1         1         1       4m17s

查看建立的Pod状况

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl get pods
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-wg9sp   1/1     Running   0          5m16s

dashboard

其实经过dashboard，也能看到启动状况docker

MySQL Service

mysql-svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service           # 表名这是一个Kubernetes Service
metadata:
  name: mysql           # Service全局名称
spec:
  ports:
    - port: 3306        # Service对外提供的端口
  selector:
    app: mysql          # Service对应的Pod拥有此标签，全部拥有此标签的pod都归我管

建立Service

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl create -f mysql-svc.yaml
service/mysql created

查看建立结果

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    175m
mysql        ClusterIP   10.105.55.185   <none>        3306/TCP   84s

能够发现，MySQL服务被分配了一个值为10.105.55.185的CLUSTER-IP，端口为3306api

此时，Kubernetes集群中其余建立的Pod就能够经过这个ip+端口进行链接和访问了

这里的ip，是Service建立后由Kubernetes系统自动分配的，

其余Pod没法余弦知道，因此须要有一个服务发现机制来找到这个服务。

如今，咱们根据Service的惟一名称获取到ip和端口

JavaWeb RC

myweb-rc.yaml

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 2
  selector:
    app: myweb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      containers:
        - name: myweb
          image: kubeguide/tomcat-app:v1
          ports:
          - containerPort: 8080

在Tomcat容器内部，应用将使用环境变量MYSQL_SERVICE_HOST的值链接MySQL，更安全的作法是使用服务的名称mysql进行访问

建立RC

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl create -f myweb-rc.yaml
replicationcontroller/myweb created

验证

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl get pods
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-ck4j5   1/1     Running   0          164m
myweb-8dhr9   1/1     Running   0          3m11s
myweb-nm75w   1/1     Running   0          3m11s

JavaWeb Service

myweb-svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myweb

type: NodePort和nodePort: 30001，代表此Service开启了NodePort方式的外网访问模式

启动

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl create -f myweb-svc.yaml 
service/myweb created

验证

➜  k8s git:(master) ✗ kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          5h47m
mysql        ClusterIP   10.105.55.185   <none>        3306/TCP         174m
myweb        NodePort    10.101.31.133   <none>        8080:30001/TCP   41s

验证

通过上述步骤，咱们经过dashbaord查看到底启动了哪些服务

Service

咱们可使用 http://虚拟机ip:30001/demo/ 的方式来进行验证访问

那么怎么获取这个虚拟机的ip呢？

我这里使用的是minikube安装的Kubernetes环境，安装后，在虚拟机中的Linux，帐号是root，密码为空

而后使用ipconfig|more命令就能看到ip

ok，至此，咱们的hello world完毕

基本概念与术语

Kubernetes中的大部分概念，包括Node、Pod、Replication Controller、Service，均可以被看作一种资源对象

几乎全部的资源对象均可以经过kubectl进行增删改查操做，并持久化到etcd中

apiVersion:v1

声明当前这个资源对象归属于v1这个核心API

大部分的资源对象都归属于v1这个核心API

Master

Kubernetes集群的控制节点，通常在生产环境至少部署3台做为高可用

全部的Kubernetes指令都是发给Master，由Master去管理集群中的节点

Master上运行着如下核心进程
- Kubernetes API Server：kube-apiserver，集群控制入口
- Kubernetes Controller Manager：kube-controller-manager，资源对象管理
- Kubernetes Scheduler：kube-scheduler，资源调度
Master上一般还部署etcd服务，由于Kubernetes里的全部资源对象数据都保存在etcd中

Node

工做节点，运行应用程序
Node上运行着如下核心进程
- kubelet：负责Pod对应容器的建立、启停，与Master的协做，实现集群管理
- kube-proxy：实现Kubernetes Service的通讯，负载均衡的重要组件
- docker
Node能够在Kubernetes运行期间动态加入集群
- 前提是Node节点已经安装好了上述核心进程
- 默认状况下，kubelet会向Master注册本身
若是某个Node失联，Master会触发“工做负载大转移”的自动流程

Pod

Pod运行在Node上
Pod有一个Pause根容器
Pod内容器能够和Kubernetes集群中任意的Pod内的容器进行直接通讯
PodIP+容器端口=Endpoint，表明此Pod内的某个服务的对外通讯地址
- 通常一个应用会暴露两个Endpoint，一个服务端口，一个管理端口
能够配置Pod对资源指望的最低要求和最高要求（CPU、内存）

resources:
# 设置一个较小的值，符合容器平时工做负载下的资源需求        
            requests:
# 内存占用，默认单位为字节，通常咱们使用Mi，表示兆         
                memory: "64Mi"
# 以1/1000为最小单位，100m表示0.1个CPU
# 不论是在一个1Core的机器仍是8Core的机器上，100m表明的含义都是同样的
                cpu: "250m"
# 设置一个较大的值，符合容器峰值负载下的资源需求               
# 当容器试图使用超过这个量的资源时，可能被Kubernetes杀掉并重启
            limits:
                memory: "128Mi"
                cpu: "500m"

Label

Label是键值对，key和value均由用户自定义
一个Label能够被附加到多个资源上，一个资源能够定义任意数量的Label
Label一般在资源定义时肯定，也能够在对象建立后动态添加与删除
Label定义后，经过 Label Selector（标签选择器）进行查询和筛选
- Selector有基于等式与基于集合两种
- name=redis-slave，匹配全部具有
- name!=redis-slave，匹配全部不具有
- name in (redis-master,redis-slave)
- name not in (pho-frontend)
- 多个表达式之间用,分割
- 多个表达式之间是AND关系

matchLabels与matchExpressions

Replication Controller/Replica Set

RC定义内容包括
- 期待Pod的数量
- 删选Pod的Label Selector
- Pod数量不知足时用于建立新Pod的template
一个完整的RC定义案例

确保拥有tier=frontend标签的Pod在Kubernetes集群中始终只有一个副本

删除RC，并不会删除经过该RC建立好的Pod
- 若是要删除RC对于的Pod，能够设置replicas值为0，而后更新RC
- kubectl提供stop、delete命令，来一次性删除RC及其对应的Pod
在应用升级的时候
- 其实就是一个新的容器镜像替代旧版本的过程
- 经过改变RC中Pod模板的镜像版本，实现滚动升级

Deployment

为了更好的解决Pod的编排问题，Deployment内部使用Replica Set

咱们把Deployment当作一次RC的升级便可

Horizontal Pod Autoscaler

HPA用于实现Pod的横向自动扩容

StatefulSet

Service

Kubernetes内部的服务，最终是经过Service暴露出去的

Service整个生命周期内，拥有惟一不变的ip

Job

Volume

Volume是Pod中可以被多个容器访问的共享目录
Kubernetes中的Volume概念、用途、目的，与Docker中的Volume相似，但又有不一样
- Kubernetes中的Volume定义在Pod中
- Kubernetes中的Volume与Pod的生命周期相同，与容器不一样
- Kubernetes支持多种文件系统的Volume，如：GlusterFS、Ceph等

Kubernetes权威指南第一章：Kubernetes入门

Kubernetes是什么

Service简介

Pod简介

为何要使用Kubernetes

Hello World

MySQL RC

MySQL Service

JavaWeb RC

JavaWeb Service

验证

基本概念与术语

apiVersion:v1

Master

Node

Pod

Label

Replication Controller/Replica Set

Deployment

Horizontal Pod Autoscaler

StatefulSet

Service

Job

Volume

Persistent Volume

Namespace

Annotation

ConfigMap

Kubernetes权威指南 第一章：Kubernetes入门

Kubernetes是什么

Service简介

Pod简介

为何要使用Kubernetes

Hello World

MySQL RC

MySQL Service

JavaWeb RC

JavaWeb Service

验证

基本概念与术语

apiVersion:v1

Master

Node

Pod

Label

Replication Controller/Replica Set

Deployment

Horizontal Pod Autoscaler

StatefulSet

Service

Job

Volume

Persistent Volume

Namespace

Annotation

ConfigMap

Kubernetes权威指南第一章：Kubernetes入门